Квазары: самые яркие во Вселенной

«Наш мир погружен в огромный океан энергии, мы летим в бесконечном пространстве с непостижимой скоростью.»
Н. Тесла

Квазары открыли в середине XX века. Сегодня их природа хорошо установлена: это чрезвычайно яркие активные ядра далёких галактик, энергию которых даёт вещество, падающее в аккреционный диск вокруг сверхмассивной чёрной дыры.

Маяки Вселенной

Сначала квазары принимали за звезды: с большого расстояния эти объекты выглядят как светящиеся точки. Но когда по электромагнитному излучению было рассчитано расстояние до этих звезд и определена их яркость, ученые были поражены. Потому что звезду, расположенную так далеко от нас, увидеть нельзя. И звезда не может быть настолько яркой. Квазары светятся в десятки, а иногда и в сотни раз ярче, чем все звезды нашей галактики, вместе взятые. При этом их размер сопоставим с размером Солнечной системы, а значит, в сотни тысяч раз меньше средней галактики.

Квазар светится ярче любой звезды

Новые космические объекты назвали квазарами (что в переводе означает «квазизвездный радиоисточник») и занялись их изучением. Вскоре было обнаружено новое удивительное свойство: квазары постоянно меняли степень яркости, причем за очень короткие промежутки времени. Иногда перемены происходили в течение нескольких дней или даже часов.

Ближайший к нам квазар по имени 3C 273 находится на расстоянии 3 миллиардов световых лет, при этом он имеет звездную величину -13. Самые далекие из обнаруженных квазаров находятся в 12 миллиардах световых лет, и при этом мы их видим, потому что сияют они просто с сумасшедшей силой. Каждый квазар расположен в центре галактики, поэтому квазары называют активными галактическими ядрами.

Свет от квазаров идет к нам миллиарды лет, и то, что мы видим, — это далекое прошлое. Все квазары находятся очень далеко от нашей галактики; таким образом, наблюдая за квазарами, можно понять, что творилось на окраинах Вселенной в момент ее зарождения. Так как Вселенная однородна, то скорее всего то же самое происходило и в нашей области. Возможно, в нашей галактике тоже когда-то был квазар, который к этому времени завершил свое существование или превратился во что-то другое.

Квазары особенно часто встречаются в далёкой, то есть молодой, Вселенной, когда сверхмассивные чёрные дыры активно набирали вещество. Но активные ядра галактик существуют и в более поздние эпохи: квазар — это стадия активности ядра, а не особый «древний вид» объекта, который однажды навсегда исчез.

Если бы мы могли использовать энергию квазара, нам хватило бы ее навечно. Той энергии, которую этот яркий объект излучает за секунду, было бы достаточно, чтобы обеспечить нашу планету электричеством на миллиарды лет

Аппетит квазара

По одной из версий, квазары — это молодые галактики, зародившиеся совсем недавно, по звездным меркам. В центре такой галактики находится черная дыра, поглощающая вещество. От нее и исходит яркое свечение. Вернее, не от нее, а от прилегающей области. Ведь межзвездный газ вокруг черной дыры всегда находится в разогретом состоянии.

Квазар поглощает звезду

Квазар — не сама чёрная дыра, а очень яркая область вокруг активно питающейся сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики. Газ и пыль в аккреционном диске разогреваются до высоких температур и излучают огромную энергию; часть вещества может уходить наружу в виде мощных ветров и релятивистских струй. Чёрная дыра при этом не «всасывает» всю галактику.

Наблюдения галактик-хозяев, спектров и движения вещества показывают, что квазары относятся к активным ядрам галактик. Их светимость связана с аккрецией вещества на сверхмассивную чёрную дыру, а не с гипотетическими пространственно-временными «туннелями».

Квазары не создают материю и энергию из ничего: их излучение возникает за счёт преобразования гравитационной энергии падающего вещества. По эффективности такой процесс может превосходить обычные термоядерные реакции в звёздах.

Квазары обнаруживаются в огромном количестве в современных обзорах неба. Точное число известных объектов быстро меняется по мере появления новых каталогов, поэтому важнее не фиксировать устаревающий рекорд, а понимать их природу как активных ядер галактик.